曾文燊，黃達(dá)榮，謝斯威，杜 冰，黎 攀,*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院，廣東 廣州 510642）

葛根是豆科（Leguminosae）葛屬（Pueraria）植物的膨大干燥根，在《神農(nóng)本草經(jīng)》中被列為中品[1]，是我國藥食同源名錄中一味重要的原料。葛根主要分布在我國廣東、江西、廣西等南方省份，其中廣西為我國著名的“葛根之鄉(xiāng)”，2020年葛根種植面積達(dá)10201 hm2，產(chǎn)量近30萬 t，擁有數(shù)十家葛根加工企業(yè)，產(chǎn)值達(dá)15億 元，以葛根產(chǎn)品為主的新興經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展[2]。葛根的根系發(fā)達(dá)、活性成分豐富，在我國應(yīng)用歷史悠久且應(yīng)用范圍廣泛[3]。據(jù)《神農(nóng)本草經(jīng)》等傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)典籍記載，葛根具有清熱、緩解心絞痛等功效，可作為輔助手段對上述疾病進(jìn)行治療。而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)則認(rèn)為，葛根是一種富含異黃酮類、三萜及三萜皂苷類、香豆素類、生物堿、葛根多糖等多種活性成分的中草藥食品（表1）[4-5]。葛根異黃酮是其中的主要活性成分，已被證明具有抗氧化、解酒、抗炎、緩解骨質(zhì)疏松等眾多功效，并因其副作用小、來源廣泛、療效好等優(yōu)點，在臨床上已經(jīng)廣泛開展藥劑學(xué)研究并被納入心腦血管疾病等的治療方案[6-9]。

表1 葛根主要活性成分[5]Table 1 Major bioactive ingredients from Radix Puerariae[5]

近年來，由于生活壓力增加、飲食不規(guī)律等原因，人們普遍處于“亞健康”狀態(tài)，肥胖、骨質(zhì)疏松、內(nèi)分泌失調(diào)等“現(xiàn)代病”患病率不斷上升，這也間接促進(jìn)了相關(guān)功能食品的發(fā)展，以葛根為主要成分的產(chǎn)品發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｗ鳛閭鹘y(tǒng)中藥材，已有許多現(xiàn)代藥企開發(fā)出葛根岑連片、感冒止咳糖漿等眾多產(chǎn)品[10]。食品方面，因葛根的淀粉含量高、口感獨特，目前市場上也已開發(fā)出了葛根面條、鮮榨葛根飲料、葛根面包等產(chǎn)品[11-12]，在日常食品中添加葛根，不僅能夠改善口感，也能賦予食品一定的生物活性功效，而葛根異黃酮作為葛根最重要的活性成分，對其進(jìn)行深入而全面的研究具有重要的意義。因此本文將通過總結(jié)近年來國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)，綜述葛根異黃酮的活性成分與功效機(jī)制，以期為后續(xù)更多產(chǎn)品的開發(fā)提供思路和理論依據(jù)。

1 葛根異黃酮的組成及其結(jié)構(gòu)

葛根異黃酮包含20余種有效成分，如葛根素、大豆苷、3’-羥基葛根素、大豆苷元、染料木素、芒柄花素、鳶尾苷等[13]。由于不同產(chǎn)地的葛根受到季節(jié)、氣候、土壤環(huán)境等因素影響，各地的葛根異黃酮含量與種類均不盡相同。研究者可利用高效液相色譜、固相萃取-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜等多種設(shè)備以及外標(biāo)法、一測多評法等測定方法對異黃酮成分進(jìn)行分析檢測。其中野葛異黃酮總質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)6.2%～17.0%，葛根素質(zhì)量分?jǐn)?shù)則可達(dá)到1.58%～7.68%，而粉葛的異黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.24%～3.67%，淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)則達(dá)到了30.87%，因此野葛可作為中藥加工葛根的重要來源，而粉葛可作為食用葛進(jìn)行加工[14-16]。葛根素作為評價葛根品質(zhì)的標(biāo)志物，其含量在葛根異黃酮中占較大比例，《中國藥典》2020版明確規(guī)定葛根原料中葛根素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得低于2.4%[17]。此外，葛根異黃酮還包括染料木素、3’-羥基葛根素、大豆苷元、芒柄花素、鳶尾苷、3’-甲氧基葛根素等。葛根異黃酮是一類植物雌激素，其中的大部分成分為大豆苷元的衍生物，即在C4位或C7位的—OH與葡萄糖、木糖等糖殘基發(fā)生取代反應(yīng)生成7-O-糖苷或4-O-糖苷。上述主要成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1與表2所示。

圖1 葛根異黃酮主要成分通式[18]Fig.1 General chemical formula of major isoflavone components from Radix Puerariae[18]

表2 葛根異黃酮主要成分[19]Table 2 Major isoflavone components of Radix Puerariae[19]

2 葛根異黃酮的功效及其作用機(jī)制

2.1 葛根異黃酮的解酒護(hù)肝功效機(jī)制

葛根中的異黃酮成分有一定的預(yù)防急性醉酒與解酒功效，且能夠通過提高抗氧化酶活性，從而達(dá)到護(hù)肝效果，其解酒護(hù)肝功效在一定范圍內(nèi)呈劑量-效應(yīng)關(guān)系[20]。酒精代謝過程中人體內(nèi)生化反應(yīng)如圖2所示，其中乙醇脫氫酶（alcohol dehydrogenase，ADH）、乙醛脫氫酶（acetaldehyde dehydrogenase，ALDH）等是酒精代謝的重要酶，當(dāng)大量酒精進(jìn)入體內(nèi)后ADH和ALDH無法快速代謝，造成乙醛在肝臟大量堆積的同時產(chǎn)生大量自由基，使得線粒體功能出現(xiàn)障礙，并最終導(dǎo)致酒精性脂肪肝等疾病[21-23]。葛根異黃酮中的葛根素、染料木素及其衍生物、鳶尾苷、鳶尾苷元、葛花素等成分的解酒護(hù)肝作用體現(xiàn)在其能夠提高肝臟中ADH和ALDH活力，以及通過增強(qiáng)超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶（glutathioneS-transferase，GST）活性等來增加自由基的清除能力，同時對酒精誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活產(chǎn)生的神經(jīng)性炎癥有著一定的緩解作用[24-25]。谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate aminotransferase，AST）是兩項評價肝功能的重要指標(biāo)，Zhu He等[26]提出，經(jīng)過葛根處理的酒精中毒模型小鼠，其血清中ALT、AST活性和甘油三酯（triglyceride，TG）含量顯著下降。另外，酒精可直接刺激人肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cell，HSC）形成肝纖維化細(xì)胞，影響轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β通路，從而導(dǎo)致細(xì)胞增殖、合成并分泌大量細(xì)胞外基質(zhì)，是形成酒精性肝炎的重要因素。而葛根素則能夠有效促進(jìn)HSC的增殖，降低TGF-β表達(dá)從而抑制因乙醛導(dǎo)致HSC凋亡而產(chǎn)生的肝纖維化細(xì)胞，達(dá)到有效緩解酒精性肝病的效果[27]。

圖2 葛根異黃酮解酒護(hù)肝示意圖Fig.2 Schematic diagram showing the function of Radix Puerariae isoflavones in alleviating hangover and liver protection

異黃酮的糖基化取代是提高解酒護(hù)肝能力的關(guān)鍵。Yuan Dan等[28]的研究表明，當(dāng)C6位羥基被甲氧基取代后，其解酒能力有所下降，而C7位羥基被糖殘基取代后能提高其解酒能力，并抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活從而緩解炎癥，顯著緩解酒精性肝病。其分子機(jī)制在于葛根素、鳶尾苷等成分能夠影響過氧化物增殖激活受體（peroxisome proliferators-activated receptors-α，PPAR-α）通路相關(guān)靶基因表達(dá)，促使乙酰輔酶A水解酶代謝乙酸形成乙酰輔酶A，提高脂肪酸的氧化水平，達(dá)到解酒護(hù)肝的功效。另外，葛根異黃酮能夠抑制飲酒嗜好，減少對酒精的依賴性攝入。研究表明，經(jīng)過大豆苷元和葛根素灌胃的大鼠與正常組相比，出現(xiàn)了明顯的拒絕飲酒現(xiàn)象，而在停止灌胃后開始恢復(fù)飲酒嗜好[29]，但其影響機(jī)制目前尚不明確，有待研究人員的進(jìn)一步深入研究。

2.2 葛根異黃酮的抗炎與抗氧化功效機(jī)制

人體因新陳代謝和生化反應(yīng)失衡產(chǎn)生的過量自由基會造成DNA、蛋白質(zhì)、線粒體等生物大分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損壞，從而導(dǎo)致炎癥、內(nèi)臟疾病、心血管疾病等多種病癥。因此，調(diào)控基因控制自由基過量生成對細(xì)胞正常生長修復(fù)、維持人體健康有重大意義[30-31]。

研究表明，葛根素、染料木素、大豆苷元等具有一定的體外抗氧化能力，可采用超氧陰離子自由基、羥自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率測定法及還原力測定法對其進(jìn)行抗氧化功效評價。研究者經(jīng)AB-8樹脂柱純化葛根異黃酮，其提取液成分富含葛根素、大豆苷元、染料木素、芒柄花素等，對氧化應(yīng)激損傷大鼠模型進(jìn)行灌胃后測定上述指標(biāo)，結(jié)果顯示該提取液在質(zhì)量濃度為0～1 mg/mL時，抗氧化能力呈現(xiàn)濃度依賴性，不僅能有效清除自由基，也可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，降低肝臟丙二醛含量，顯著提高大鼠血液中SOD、CAT、GST活性，防止心肌和神經(jīng)細(xì)胞氧化損傷凋亡并緩解線粒體膜電位紊亂，達(dá)到抗氧化的功效[32-37]。Zhang Bo等[38]分別測定葛根及其全根的抗氧化能力（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力），在經(jīng)分離純化后發(fā)現(xiàn)其根外皮所含異黃酮含量最高并顯示出了最佳的抗氧化活性。

此外，葛根異黃酮能夠調(diào)控促凋亡基因表達(dá)來保護(hù)細(xì)胞和生物大分子防止炎癥發(fā)生。由圖3可知，葛根異黃酮通過調(diào)控體內(nèi)的主要炎癥因子如腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6等進(jìn)行抗炎。胰島素激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路從而引起胰島素抵抗，進(jìn)一步加劇炎癥反應(yīng)。葛根異黃酮能夠作用于靶蛋白信號通路胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）、p38絲裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK）、ERK、IL-6受體（recombinant IL-6 receptor，IL6R）等促進(jìn)蛋白表達(dá)，抑制鉛誘導(dǎo)、乙醇、高強(qiáng)度運(yùn)動等因素導(dǎo)致的氧化應(yīng)激，從而使葛根異黃酮具有一定的保護(hù)心臟、減輕炎癥、保護(hù)骨骼肌運(yùn)動損傷等功效。此外，由于3’-羥基葛根素的C3位存在羥基，可通過羥基給電子和抑制過氧亞硝基陰離子介導(dǎo)酪氨酸硝化，具有較強(qiáng)的NO、活性氧（reactive oxygen species，ROS）和過氧亞硝基陰離子清除能力，而3’-甲氧基葛根素的C3位連接甲氧基，僅對NO和ROS有較好的清除活性，因此C3位羥基對抗氧化能力有很大影響[39]。這些發(fā)現(xiàn)表明不同結(jié)構(gòu)對功效能力具有不同的影響，在治療預(yù)防與藥物開發(fā)方面可能是對抗炎癥和氧化應(yīng)激損傷的有效研究方向。

圖3 葛根異黃酮抗炎通路示意圖Fig.3 Anti-inflammatory pathways of Radix Puerariae isoflavones

2.3 葛根異黃酮的降血壓功效機(jī)制

高血壓的發(fā)病與體內(nèi)NO水平息息相關(guān)，NO水平能夠影響血管內(nèi)皮細(xì)胞的收縮舒張平衡，而內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合成酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）的活性則影響著NO的含量[40-42]?，F(xiàn)階段研究表明，葛根素能夠通過調(diào)控NO含量，緩解主動脈壓力增高、心肌細(xì)胞異常增生肥大及心室肥厚的癥狀，并介導(dǎo)血管平滑肌的4 個鉀通道：內(nèi)向整流鉀通道、電壓依賴性鉀通道、大電導(dǎo)鈣激活鉀通道和ATP敏感鉀通道，引起鉀離子外流超極化，超極化導(dǎo)致鈣通道關(guān)閉，使鈣離子流入減少和血管舒張，并上調(diào)eNOS的表達(dá)來提高NO含量，達(dá)到保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞的功效。另外研究也表明，自由基含量增多會導(dǎo)致低密度脂蛋白和心鈉肽（atrial natriuretic peptide，ANP）含量上升，是引發(fā)高血壓的重要特征，葛根素能夠顯著提升高血壓模型小鼠體內(nèi)SOD活性從而減少自由基的產(chǎn)生，并降低ANP的含量，達(dá)到一定的降血壓效果。

目前臨床上的常用降壓藥物主要包括非洛地平等，該藥通過抑制鈣離子通道，使血管擴(kuò)張從而實現(xiàn)降壓效果，其雖然具有藥效長、用藥方便、不影響心肌能力等優(yōu)勢，但長期用藥容易產(chǎn)生耐藥性及一些不良反應(yīng)，因此積極尋找副作用小的藥物是當(dāng)前開發(fā)降血壓藥物的重要研究方向。通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析，構(gòu)建相關(guān)靶點后發(fā)現(xiàn)葛根素可影響約30 個靶點，通過調(diào)控多基因、抑制細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激、擴(kuò)張血管等功效來達(dá)到降血壓的目的[43-45]。因此，葛根在臨床上可與非洛地平等藥物進(jìn)行聯(lián)合用藥以降低藥物的副作用，提高整體治療效果。此外，對模型組與葛根組大鼠的腸道菌群進(jìn)行高通量測序研究發(fā)現(xiàn)，紅桿菌屬（Rhodobacter）中的一段編碼基因蛋白與人SA基因有較高的相似度，而人SA基因已被證明與高血壓關(guān)聯(lián)度高，因此紅桿菌屬豐度較高時，可促進(jìn)SA基因表達(dá)，其代謝產(chǎn)物也促進(jìn)了下游信號表達(dá)導(dǎo)致高血壓，而鏈球菌屬（Streptococcus）的代謝終產(chǎn)物醋酸是引發(fā)動脈高血壓的誘因，梭菌屬（Clostridium）的代謝終產(chǎn)物則是促使降壓的部分短鏈脂肪酸，而葛根素在腸道吸收過程中則能夠提高上述菌群在腸道的豐度從而起到降壓的功效[46-47]。目前關(guān)于葛根降血壓功效成分僅對葛根素進(jìn)行了研究，而其他異黃酮成分還有待深入闡明。

2.4 葛根異黃酮的降血糖功效機(jī)制

糖尿病是一種慢性代謝疾病，通常會伴隨著心腦血管、肝、腎等多臟器疾病，在糖尿病人中以2型糖尿?。╠iabetes mellitus type 2，T2DM）為主。由于目前臨床上的抗糖尿病藥物療效有限，且副作用大，因此從植物原料尋求新型藥物成為一個新的研究熱點[48-52]。

Nawaz等[53]研究表明，葛根異黃酮能通過增加葡萄糖攝取量和葡萄糖耐量，抑制糖尿病相關(guān)蛋白的mRNA表達(dá)來達(dá)到降血糖的功效。如圖4所示，葛根異黃酮調(diào)控糖尿病主要信號通路為晚期糖基化終末產(chǎn)物（advanced glycosylation end products，AGEs）-晚期糖基化終末產(chǎn)物受體（receptor of AGEs，RAGE）、叉頭盒蛋白（forkhead box，F(xiàn)oxO）、MAPK和PI3K-AKT等，包括核因子（nuclear factor，NF）-κB、TGF-β等多個靶蛋白。同時，T2DM同樣使血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）水平異常，從而導(dǎo)致細(xì)胞炎癥、血管損傷和胰島素抵抗[53-54]。葛根素、染料木素、大豆苷元等異黃酮成分能夠調(diào)控上述信號通路，同時抑制乙酰輔酶A羧化酶（acetyl CoA carboxylase，ACC）、重組人胎球蛋白（Fetuin B）、蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase，PTP）-1B等蛋白表達(dá)來調(diào)控胰島素信號通路，抑制胰島素抵抗，并作用于PPAR-γ等受體位點使其激活胰島素產(chǎn)生并合成糖原，從而使葛根具有良好的降血糖功效[55-61]。另外，Wu Ka等[62]的研究指出，胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）-1和胰島素樣生長因子（insulin like growth factor，IGF）-1在代謝和胰島素敏感性信號轉(zhuǎn)換中起著關(guān)鍵的生物學(xué)作用，葛根素療法能夠提高缺血再灌注損傷小鼠IRS-1和IGF-1的蛋白表達(dá)水平，逆轉(zhuǎn)糖尿病模型小鼠中出現(xiàn)的胰腺細(xì)胞損傷，降低血糖、血清尿素和肌酐含量，優(yōu)化胰島素信號通路，從而達(dá)到降血糖的目的。此外，Srivastava等[63]的研究顯示，葛根素在一定劑量范圍內(nèi)能顯著降低小鼠二肽基肽酶-IV（dipeptidyl peptidase-IV，DPP-4）活性，防止DPP-4分解血漿胰高血糖素樣肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1），而GLP-1對于刺激胰島素生成、促進(jìn)胰島細(xì)胞生長、降低糖負(fù)荷有顯著的作用，因此研究異黃酮對GLP-1的活性影響能夠為T2DM治療提供重要的參考。綜上，葛根異黃酮類物質(zhì)在應(yīng)用T2DM患者治療中表現(xiàn)出了較好的研究前景，為糖尿病治療與相關(guān)藥物開發(fā)提供的新的思路與解決方案。

圖4 葛根異黃酮抗糖尿病通路示意圖Fig.4 Antidiabetic pathways of Radix Puerariae isoflavones

2.5 葛根異黃酮的降血脂、抗心腦血管疾病功效機(jī)制

血脂的異常是導(dǎo)致心腦血管疾病的病理基礎(chǔ)和主要病因，其特征為動脈血管因脂質(zhì)異常沉積導(dǎo)致內(nèi)層膜呈現(xiàn)厚灶型斑塊，進(jìn)而硬化堵塞血管形成血栓甚至導(dǎo)致血管破裂形成動脈粥樣硬化，最終伴隨著免疫炎癥反應(yīng)導(dǎo)致諸如腦卒中等各類心腦血管疾病[64-66]。目前研究表明，葛根素、葛花苷、鳶尾素等能夠減少eNOs、COX等相關(guān)促炎癥因子的mRNA表達(dá)，避免單核細(xì)胞在多種細(xì)胞黏附分子的作用下與其他免疫細(xì)胞遷移到內(nèi)皮細(xì)胞下，減少免疫反應(yīng)促使炎癥因子釋放[66-70]，同時減少單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞吞噬膽固醇，形成泡沫化細(xì)胞導(dǎo)致焦化，抑制脂多糖誘導(dǎo)NO的生成和緩解線粒體DNA功能障礙，減少血脂水平，對腦內(nèi)炎癥或是胃腸型炎癥均有一定的緩解作用[71-76]。Min等[77]采用高脂飼料誘導(dǎo)高脂小鼠模型，經(jīng)灌胃葛花苷和鳶尾素干預(yù)有明顯的降血脂效果，其作用機(jī)理是葛花苷和鳶尾素能夠促進(jìn)3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶合成膽固醇限速酶，而膽固醇限速酶能夠有效降低TG和膽固醇含量，對心血管系統(tǒng)具有較好的改善作用。綜上，目前相關(guān)研究均側(cè)重于血管內(nèi)血脂水平、線粒體功能、炎癥與心血管疾病關(guān)系來開發(fā)更多有效的治療方案，而葛根作為一種重要的植物原料為相關(guān)藥物開發(fā)提供了可能。

2.6 葛根異黃酮緩解絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥功效機(jī)制

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥（postmenopausal osteoporosis，PMO）是一種因卵巢功能障礙、雌激素水平下降等因素導(dǎo)致骨重塑性不平衡，進(jìn)而引起以骨結(jié)構(gòu)退化和骨質(zhì)流失等為主要特征的疾病[78-80]。研究指出，PMO的發(fā)病機(jī)制在于成骨細(xì)胞中的NF-κB受體因子（Rank）、Rank配基（RankL）與骨保護(hù)素相關(guān)通路能夠影響破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞的骨形成和骨吸收平衡，而葛根素能夠調(diào)控上述通路從而影響相關(guān)細(xì)胞發(fā)揮功能緩解PMO[81-82]。另外，葛根素能夠通過調(diào)控血清雌二醇（estradiol，E2）和雌激素受體α（estrogen receptor-α，ER-α）蛋白表達(dá)來改善子宮功能，其中E2是一種雌激素，而ER-α蛋白則是誘導(dǎo)子宮肌肉運(yùn)動和陰道上皮細(xì)胞增殖的重要蛋白，提示葛根素能夠起到植物雌激素的調(diào)節(jié)功效。骨形成與骨吸收的平衡水平可利用骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物和血清素進(jìn)行評估[83-84]。Lee等[85]的研究指出，去卵巢小鼠在經(jīng)過葛根素處理后，其顯著抑制了骨轉(zhuǎn)換和血清素水平的上升，同時也提高了血液中鈣、磷水平，進(jìn)一步驗證了葛根素對PMO的緩解作用。目前臨床上所使用的雌激素替代療法（estrogen replacement therapy，ERT）雖然能夠緩解因雌激素下降導(dǎo)致的PMO，但長期使用仍然會導(dǎo)致一些諸如宮頸癌、血栓等疾病[86]。而葛根素作為一種具有雌激素樣作用的成分，能夠?qū)Υ萍に卣{(diào)節(jié)產(chǎn)生積極作用的同時避免ERT療法產(chǎn)生的副作用[87-88]。因此，研究諸如葛根素等具有雌激素樣作用的異黃酮成分對開發(fā)更多副作用更低的PMO治療方案有非常積極的作用。

2.7 葛根異黃酮改善認(rèn)知障礙功效機(jī)制

阿爾茨海默癥（Alzheimer’s disease，AD）是一種慢性神經(jīng)退行性疾病，通常伴隨認(rèn)知能力下降、腦內(nèi)神經(jīng)炎癥和睡眠障礙等多種發(fā)病特征。如圖5所示，AD是由于淀粉樣前體蛋白（amyloid precursor protein，APP）的異常水解形成β淀粉樣蛋白（amyloid β-protein，Aβ），造成對神經(jīng)細(xì)胞的損傷和線粒體、糖脂代謝功能障礙，最終導(dǎo)致大腦神經(jīng)系統(tǒng)受損[89-91]。而葛根素能夠降低Aβ對神經(jīng)細(xì)胞的抑制作用，減少腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）、反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cyclic-AMP response binding protein，CREB）的損失從而達(dá)到保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的目的，同時也會抑制ROS誘導(dǎo)的線粒體氧化應(yīng)激，促進(jìn)線粒體功能恢復(fù)，減輕氧化損傷并抑制細(xì)胞凋亡，其能夠調(diào)控細(xì)胞凋亡蛋白，抑制APP被β-分泌酶和γ-分泌酶水解聚集形成具有神經(jīng)毒性的胞外蛋白片段Aβ40-42，疏通鈣離子通道防止失衡，并通過調(diào)控糖原合成酶激酶-3（glycogen synthase kinase 3，GSK-3）、細(xì)胞周期素依賴蛋白激酶5（cyclin-dependent kinase 5，CDK5）、PKC、ERK等激酶產(chǎn)生Tau蛋白的過度磷酸化，從而防止神經(jīng)原纖維纏結(jié)的發(fā)生以及神經(jīng)元的凋亡，上述通路均對神經(jīng)細(xì)胞和線粒體內(nèi)外功能穩(wěn)定有著重要的影響[92-93]。另外，胱天蛋白酶（cysteine aspartic acid specific protease，Caspase）-3和Caspase-9也被證實是促進(jìn)神經(jīng)元凋亡的重要因素，葛根素則能夠起到抑制Caspase-3和Caspase-9活性的作用，從而保護(hù)神經(jīng)元。綜上，葛根異黃酮能夠通過調(diào)控氧化應(yīng)激通路，抑制細(xì)胞凋亡基因表達(dá)，保護(hù)線粒體功能和神經(jīng)元，從而達(dá)到緩解AD病癥的功效[94-97]，但由于AD的潛在發(fā)病機(jī)制不明確，僅有APP的異常水解和神經(jīng)纖維纏結(jié)兩種主要假說。因此對該病的研究仍然需要集中于機(jī)制與特效藥物的開發(fā)。

圖5 葛根異黃酮改善認(rèn)知障礙通路示意圖Fig.5 Schematic diagram of the pathway by which Radix Puerariae isoflavones alleviate cognitive impairment

2.8 葛根異黃酮改善癲癇功效機(jī)制

癲癇（epilepsy，EP）是一種常見于腦部、由于神經(jīng)元的反復(fù)突發(fā)性放電導(dǎo)致大腦功能障礙的神經(jīng)退行性慢性疾病，目前的研究表明，顱內(nèi)感染引發(fā)炎癥與大腦皮質(zhì)興奮性失衡對EP發(fā)展有較大關(guān)系。顱內(nèi)感染引發(fā)EP的機(jī)制尚不明確，但可推測其與IL-6、TNF-β等促炎細(xì)胞因子的生成有關(guān)，從而導(dǎo)致腦部神經(jīng)系統(tǒng)的損傷[98-100]。

葛根素能夠通過調(diào)節(jié)炎癥信號通路PI3K/AKT/GSK來改善氧化應(yīng)激和炎癥，從而緩解EP。對腦灌注再缺血性損傷小鼠模型灌胃一定劑量葛根素后，可發(fā)現(xiàn)其發(fā)病頻率與發(fā)病時間分別顯著下降和縮短，病理學(xué)分析結(jié)果表明小鼠血清中的IL-6、TNF-α、NF-κB等促炎因子含量下降，SOD水平提高，腦組織中NO含量以及eNOS活性降低，最終通過抑制氧化應(yīng)激和炎癥達(dá)到緩解EP的功效[101-102]。另外，Xie Nanchang等[103]的研究顯示，對EP模型大鼠灌胃葛根素后，其體內(nèi)線粒體膜電位顯著恢復(fù)，促凋亡蛋白Bax表達(dá)水平下降而抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)水平上升以及細(xì)胞色素c的產(chǎn)生受到抑制，從而抑制了Caspase-3表達(dá)，達(dá)到防止神經(jīng)細(xì)胞凋亡、改善大腦皮質(zhì)興奮性失衡的目的，緩解EP癥狀。目前臨床上常用的抗EP用藥以苯二氮卓類化合物為主，其雖能迅速對EP起到一定的緩解作用，但因EP患者需要長期用藥，該過程中易產(chǎn)生耐藥性，導(dǎo)致長期用藥效果下降，因此尋求更加有效且不易產(chǎn)生耐藥性的藥物成為當(dāng)前治療EP的重要研究方向[104]。而葛根作為食藥同源的植物原料，其低毒、高效的特性正在為逐漸受到重視，為治療EP和相關(guān)臨床藥物的開發(fā)提供新的思路和途徑。

3 結(jié)語

葛根異黃酮是葛根中最重要、含量最豐富的活性成分，對其進(jìn)行研究開發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義。目前相關(guān)研究集中于葛根素、染料木素、大豆苷元等主要成分提取工藝優(yōu)化與功效評價等基礎(chǔ)性分析，而對于其他葛根異黃酮成分的分析則存在研究不透徹、機(jī)制尚不明確等問題。作為食藥同源原料，葛根的生物活性是當(dāng)前研究的熱點，但目前關(guān)于葛根異黃酮對腸道菌群影響的研究較少，未來這一方向的研究會逐漸成為熱點。逐步優(yōu)化葛根異黃酮活性成分提取分離工藝，在現(xiàn)有葛根方劑與產(chǎn)品的基礎(chǔ)上開展臨床試驗等將有助于葛根新產(chǎn)品的開發(fā)。